Simulação termodinâmica de operações pirometalúrgicas de reciclagem de baterias chumbo-ácido

Abstract

O processo padrão de reciclagem de chumbo no Brasil é o que utiliza um forno revérbero rotativo e o resíduo mais crítico da indústria de chumbo secundário, a escória, é classificada como resíduo perigoso segundo a norma brasileira NBR 10004 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 2004). Na falta de opções mais adequadas, ela tem como destino final a sua disposição em aterros para resíduos industriais perigosos. Através simulação são avaliado aspectos gerais da termodinâmica realacionado com as operações pirometalúrgicas de reciclagem de baterias chumbo-ácido (ustulação, redução e formação da escória-matte), o processo de reciclagem pode ser imaginado simplificadamente como sendo a ustulação do sulfato em óxido, a redução dos óxidos pelo carbono de redutores sólidos (de baixa reatividade) e a captura do enxofre pelo ferro e pelo sódio (adicionados ao processo na forma de sucata e de carbonato de sódio, respectivamente). A capacidade da técnica proposta, bem como suas limitações ficam claramente demonstradas.

The standard lead recycling process in Brazil makes use of a rotary kiln and the most critical waste in the secondary lead refining is a slag classified as a hazardous waste according to the Brazilian Standard NBR 10004 issued by the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT, 2004). Lacking more adequated options, it is ultimately disposed in landfills for hazardous industrial waste. Through a thermodynamic-based simulation, the general aspects undertaken within the pyrometallurgical lead-acid battery recycling operations (roasting, reduction and mate-slag formation) were analysed. In simple terms, the recycling process can be seen as the reduction of oxides by (low reactivity) solid carbon while sulfur is captured by iron and sodium (added to the process as scrap and sodium carbonate, respectively). The ability of the proposed technique as well as its limitations are clearly demonstrated.